FeSO_4-H_2O体系中水热赤铁矿沉铁及亚稳态铁物相转变行为

赤铁矿渣由于铁含量高,存在极大潜力作为副产品销售给钢铁、水泥制造以及涂料行业,从而实现铁资源化利用,硫含量是影响赤铁矿品质并实现其资源化利用的重要因素之一。赤铁矿渣中硫主要以亚稳态的铁矾、SO_4~(2-)的不可逆吸附以及碱式硫酸铁等形式存在,其中铁矾是硫的主要存在形态。FeSO_4-H_2O体系中Fe(II)氧化水热水解赤铁矿沉铁及过程亚稳态铁物相转化研究表明:温度是影响亚稳态铁矾物相形成和转化的关键因素,升高温度亚稳态铁矾的热力学稳定性变差,有利于其向赤铁矿转变。降低初始硫酸浓度、延长反应时间、添加晶种均会促进Fe(II)氧化水解,也有利于亚稳态铁矾物相向赤铁矿转变,从而获得铁含量高、硫含量低的高品质沉铁渣。在初始Fe~(2+)浓度30g/L、Na_2SO_4浓度0.15mol/L、初始酸浓度1.6×10-4mol/L、温度200℃、氧分压400kPa、反应时间180min、搅拌转速500r/min的优化技术参数下,Fe(II)氧化水热水解赤铁矿沉铁过程中沉铁率为95%,获得不含亚稳态铁矾的赤铁矿沉铁渣,其中铁、硫和钠硫含量分别为66.6%、0.92%和0.033%(质量分数)。